超臨界流體萃取技術(shù)簡(jiǎn)介

超臨界流體萃取技術(shù)氣態(tài)液態(tài)固態(tài)物質(zhì)的第四態(tài)：超臨界狀態(tài)流體狀態(tài)新課導(dǎo)入物質(zhì)的形態(tài)有幾種？超臨界區(qū)域：在壓溫圖中，高于臨界溫度和臨界壓力的區(qū)域稱為超臨界區(qū)超臨界流體：物質(zhì)處于其臨界溫度和臨界壓強(qiáng)以上,氣液界面消失，體系性質(zhì)均一，既不是氣體也不是液體，呈流體狀態(tài)，故稱為超臨界流體CO2的p－T－ρ圖精餾操作液相萃取和吸收超臨界萃取和色譜吸附分離在臨界點(diǎn)附近，壓力和溫度的變化可引起超臨界流體密度急劇變化,

相應(yīng)地使溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度發(fā)生急劇變化，因而可利用壓力與溫度的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)萃取和分離。

一、超臨界流體萃?。⊿upercriticalFluidExtraction，SFE）

超臨界流體萃取是利用超臨界流體作萃取劑，從液體或固體中萃取出某些成分并進(jìn)行分離的技術(shù)。6

有機(jī)物在超臨界流體中溶解度的變化：低于臨界壓力時(shí)，幾乎不溶解；高于臨界壓力時(shí)，溶解度隨壓力急劇增加。溶解度等溫線

氣體、液體和超臨界流體的性質(zhì)比較性質(zhì)氣體液體超臨界流體101.3kPa，15-30oC15-30oCTc,Pc密度（g/mL）（0.6-2）×10-30.6-1.60.2-0.5粘度[g/（cm.s）]（1-3）×10-4（0.2-3）×10-2（1-3）×10-4擴(kuò)散系數(shù)（cm2/s）0.1-0.4（0.2-3）×10-50.7×10-3由以上特性可以看出，超臨界流體密度接近液體，粘度接近氣體，比液體小得多；擴(kuò)散系數(shù)介于氣體和液體之間，是氣體的幾百分之一,

是液體的幾百倍。流體在臨界區(qū)附近，壓力和溫度的微小變化，會(huì)引起流體的密度大幅度變化，而非揮發(fā)性溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度大致上和流體的密度成正比。超臨界流體萃取正是利用了這個(gè)特性，以超臨界條件下的流體作萃取劑，利用流體在超臨界狀態(tài)下對(duì)物質(zhì)有特殊增加的溶解度,形成了新的分離工藝。超臨界流體可從混合物中有選擇地溶解其中的某些組分，然后通過(guò)減壓，升溫或吸附將其分離析出。它是經(jīng)典萃取工藝的延伸和擴(kuò)展。二、超臨界萃取基本原理1822年，Cagniard首次報(bào)道物質(zhì)的臨界現(xiàn)象。1879年，HannyandHogarth發(fā)現(xiàn)了超臨界流體對(duì)固體有溶解能力，為超臨界流體的應(yīng)用提供了依據(jù)。1943年，Messmore首次利用壓縮氣體的溶解力作為分離過(guò)程的基礎(chǔ)，從此才發(fā)展出超臨界萃取方法。

50年代，美國(guó)將SFE用于工業(yè)分離1963年，德國(guó)首次申請(qǐng)SFE分離技術(shù)的專利1970年，Zosel采用sc-CO2萃取技術(shù)從咖啡豆提取咖啡因，從此超臨界流體的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段。80年代超臨界二氧化碳萃取技術(shù)更廣泛地用于香料的提取。三、超臨界流體的發(fā)展進(jìn)入90年代后，超臨界二氧化碳萃取技術(shù)開始運(yùn)用于從藥用植物中提取藥用有效成分等。1992年，Desimone首先報(bào)道了sc-CO2為溶劑，超臨界聚合反應(yīng)，得到分子量達(dá)27萬(wàn)的聚合物,開創(chuàng)了超臨界CO2高分子合成的先河。

1密度類似液體，因而溶劑化能力很強(qiáng)密度越大溶解性能越好2粘度接近于氣體，具有很好的傳遞性能和運(yùn)動(dòng)速度3擴(kuò)散系數(shù)比氣體小，但比液體高一到兩個(gè)數(shù)量，有很強(qiáng)的滲透能力

總之，超臨界流體具有液體的溶解能力又具有氣體的擴(kuò)散和傳質(zhì)能力。三、超臨界流體的特性試劑臨界溫度（℃）臨界壓力（MPa）臨界密度（g/ml）CO231.067.380.448甲烷-83.04.60.16丙烷97.04.260.220二氯二氟甲烷111.73.990.558甲醇240.57.990.272乙醚193.63.680.267超臨界流體的選擇CO2的壓溫圖超臨界流體萃取的工藝流程一般是由萃?。–O2溶解組分）和分離（CO2和組分的分離）兩步組成。

包括高壓泵及流體系統(tǒng)、萃取系統(tǒng)和收集系統(tǒng)三個(gè)部分

四、基本工藝流程萃取器分離器PP壓縮機(jī)膨脹閥T1T2利用不同壓力下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過(guò)改變壓力使溶質(zhì)與超臨界流體分離。特點(diǎn)：T1=T2，p1>p2超臨界流體萃取的典型流程等溫變壓流程等溫降壓過(guò)程是應(yīng)用最方便的一種流程。流體經(jīng)升壓后達(dá)到超臨界狀態(tài)，到達(dá)狀態(tài)點(diǎn)1，流體經(jīng)換熱后進(jìn)入萃取器與物料接觸，溶解溶質(zhì)，此過(guò)程壓力保持不變，在狀態(tài)點(diǎn)2。然后萃取物料通過(guò)減壓進(jìn)入分離器，到達(dá)狀態(tài)點(diǎn)3，此時(shí)由于減壓而使流體的溶解能力下降，溶質(zhì)析出，減壓后的流體經(jīng)壓縮后回到狀態(tài)點(diǎn)1，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。等溫降壓過(guò)程等壓變溫流程萃取器分離器PP泵加熱器T1T2利用不同溫度下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過(guò)改變溫度使溶質(zhì)與超臨界流體分離。特點(diǎn)：T1<T2，p1=p2等壓情況下，通過(guò)改變過(guò)程的溫度也能實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的萃取和分離。但溫度對(duì)溶質(zhì)溶解度的變化比較復(fù)雜，在轉(zhuǎn)變壓力以下，溫度增加溶解能力下降；在轉(zhuǎn)變壓力以上，溫度下降，溶解能力下降。等溫等壓吸附流程萃取器分離器PP泵T1T2在分離器內(nèi)放置僅吸附溶質(zhì)而不吸超臨界流體的吸附劑，通過(guò)吸附過(guò)程來(lái)達(dá)到溶質(zhì)與超臨界流體分離的目的。特點(diǎn)：T1=T2，p1=p2吸收劑吸附劑在分離器內(nèi)放置能吸附被萃取物的吸附劑，可實(shí)現(xiàn)等壓、等溫下的萃取和分離，此時(shí)壓縮機(jī)只用于克服循環(huán)阻力。但由于涉及到吸附劑的再生，故此流程適用于被萃取物較少的去雜質(zhì)過(guò)程。使用吸附劑的過(guò)程超臨界流體中加入惰性氣體，如CO2中加入氮?dú)饣驓鍤饪山档推淙芙饽芰Γ_(dá)到分離溶質(zhì)。此過(guò)程為恒溫、恒壓，但牽涉到混合氣體的分離回收。加入惰性氣體的過(guò)程五超臨界流體萃取的應(yīng)用中草藥提取酶，纖維素精制金屬離子萃取烴類分離共沸物分離高分子化合物分離植物油脂萃取酒花萃取植物色素提取天然香料化妝品原料食品工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)化學(xué)工業(yè)化妝品、香料超臨界流體萃取過(guò)程的應(yīng)用實(shí)例超臨界萃取裝置中藥材卵磷脂的提取丹參有效成分的提取桂花香料（1）對(duì)脂溶性成分溶解能力較強(qiáng)而對(duì)水溶性成分溶解能力較低；（2）設(shè)備造